Einführung in die Programmierung humanoider Roboter (NAORob)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Basic principles of programming humanoid robots)

Lectures:

• • Einführung in die Programmierung humanoider Roboter
    (Vorlesung mit Übung, 4 SWS, Jörg Franke et al., Tue, 10:00 - 13:30, Raum n.V.; Thu, 14:00 - 18:00, Raum n.V.; Zeitplan und Ort wird über die StudON-Gruppe bekanntgegeben. Die Vorlesungs- und Übungseinheiten finden als halbtägige Blockveranstaltungen an 14 Terminen während des Vorlesungszeitraums (KW44-KW50) statt.; Preliminary meeting: 16.10.2014, 14:00 - 15:00 Uhr, SR FAPS 0.035)

Empfohlene Voraussetzungen:

Programmiererfahrung in C++; alternativ können Vorbereitungsmöglichkeiten bei den Ansprechpartnern angefragt werden.

Inhalt:

• Roboterkinematik (kinematischer Aufbau von Standard-Robotertypen, Koordinatentransformation
• Bewegungssteuerung und -planung
• Grundlagen des zweibeinigen Laufens
• Rechnersehen mit OpenCV
• Selbstlokalisierung
• Programmierung verteilter Robotersysteme
• Einführung in das Framework Robot Operating System (ROS)
• Verwendung von ROS zur C++- Programmierung des humanoiden Roboters NAO
• Strategien zur Kommunikation und Kollaboration von zwei NAO-Robotern zur Lösung einer gestellten Aufgabe im Rahmen der Veranstaltung

Lernziele und Kompetenzen:

Nach dem Besuch der Lehrveranstaltung sind die Studierenden in der Lage, eigenständig auch fortgeschrittene Aufgabenstellungen in der Robotik am Beispiel des humanoiden Roboters NAO beziehungsweise an anderen Roboterkinematiken umzusetzen.

Das Praktikum vermittelt Kenntnisse aus folgenden Bereichen:

• Grundlagen der Robotik in Bezug auf humanoide Systeme

• Roboterkinematik (kinematischer Aufbau von Standard-Robotertypen, Koordinatentransformationen, direkte und inverse Transformation)

• Roboterprogrammierung und Softwareentwicklung

• Umgang mit dem Robot Operating System ROS

• Einfache Modellierung des zweibeinigen Laufens

• Bewegungssteuerung und -planung

• Selbstlokation und Kartierung von unbekannten Umgebungen

• Bildverarbeitung (OpenCV)

• Auswertung und Fusion multimodaler Sensoren
  

Die Studenten erwerben und trainieren im Rahmen des Praktikums zusätzlich folgende Fähigkeiten:

• Problemlösungsfähigkeit und analytisches Denken

• Projektmanagement und Teamarbeit

• Kommunikationsfähigkeit

Bemerkung:

Informationen über den VL-Betreuer Sebastian Reitelshöfer, sebastian.reitelshoefer@faps.fau.de

Organisatorisches:

Die Anmeldung erfolgt über: StudOn

Ansprechpartner am Lehrstuhl FAPS: Dipl.-Ing. Sebastian Reitelshöfer , Dipl.-Wirtsch.-Ing. Christina Ramer

Teilnahme an der 30-minütigen Kick-Off-Veranstaltung (16.10.2014, 14:00 Uhr, Seminarraum FAPS, Egerlandstraße 7, Erlangen) ist obligatorisch.

Die Vorlesungs- und Übungseinheiten finden als halbtägige Blockveranstaltungen an 14 Terminen während des Vorlesungszeitraums (KW44-KW50) statt.

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Maschinenbau (Master of Science)
   (Po-Vers. 2007 | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Modulgruppe 5.1 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.1 | Programmierung humanoider Roboter)
2. Maschinenbau (Master of Science)
   (Po-Vers. 2007 | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Modulgruppe 5.2 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.2 | Programmierung humanoider Roboter)
3. Maschinenbau (Master of Science)
   (Po-Vers. 2007 | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Modulgruppe 5.1 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.1 | Programmierung humanoider Roboter)
4. Maschinenbau (Master of Science)
   (Po-Vers. 2007 | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Modulgruppe 5.2 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.2 | Programmierung humanoider Roboter)
5. Maschinenbau (Master of Science)
   (Po-Vers. 2007 | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Fertigungstechnik | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Fertigungstechnik | Modulgruppe 5.1 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.1 | Programmierung humanoider Roboter)
6. Maschinenbau (Master of Science)
   (Po-Vers. 2007 | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Fertigungstechnik | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Fertigungstechnik | Modulgruppe 5.2 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.2 | Programmierung humanoider Roboter)
7. Maschinenbau (Master of Science)
   (Po-Vers. 2007 | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Fertigungstechnik | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Fertigungstechnik | Modulgruppe 5.1 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.1 | Programmierung humanoider Roboter)
8. Maschinenbau (Master of Science)
   (Po-Vers. 2007 | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Fertigungstechnik | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Fertigungstechnik | Modulgruppe 5.2 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.2 | Programmierung humanoider Roboter)
9. Maschinenbau (Master of Science)
   (Po-Vers. 2007 | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Modulgruppe 5.1 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.1 | Programmierung humanoider Roboter)
10. Maschinenbau (Master of Science)
    (Po-Vers. 2007 | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Modulgruppe 5.2 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.2 | Programmierung humanoider Roboter)
11. Maschinenbau (Master of Science)
    (Po-Vers. 2007 | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Modulgruppe 5.1 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.1 | Programmierung humanoider Roboter)
12. Maschinenbau (Master of Science)
    (Po-Vers. 2007 | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Masterprüfung | Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Modulgruppe 5.2 Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik | Vertiefungsmodul 5.2 | Programmierung humanoider Roboter)
13. Maschinenbau (Master of Science): 1. Semester
    (Po-Vers. 2013 | Studienrichtung International Production Engineering and Management | Masterprüfung | Wahlpflichtmodule)
14. Mechatronik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
    (Po-Vers. 2009 | Wahlpflichtmodule | 10 Fertigungsautomatisierung und Kunststofftechnik)
15. Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
    (Po-Vers. 2012 | M1-M2 Vertiefungsrichtungen | 10 Fertigungsautomatisierung und Kunststofftechnik)
16. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
    (Po-Vers. 2009 | Ingenieurwissenschaftliche Studienrichtungen | Studienrichtung Maschinenbau | Wahlpflicht- und Vertiefungsmodul Modulgruppe 5 | Vertiefungsmodul Modulgruppe 5 | Programmierung humanoider Roboter)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Einführung in die Programmierung humanoider Roboter

(englischer Titel: Basic principles of programming humanoid robots)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 60, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: WS 2014/2015, 1. Wdh.: SS 2015

1. Prüfer:

Jörg Franke